基于初始不连续状态预测LY12铝合金缺口结构件的疲劳寿命

对LY12铝合金缺口试样进行了疲劳试验,并根据此试验数据建立了计算初始不连续状态(IDS)的力学模型,得到了LY12铝合金的IDS值,用IDS值对含缺口结构件疲劳寿命进行了预测.结果表明:LY12铝合金的IDS值符合三参数威布尔分布;预测的疲劳寿命与试验结果吻合良好,从而为把基于断裂力学中裂纹扩展的损伤容限方法向传统疲劳研究领域延伸提供了依据.     

风力发电机组螺栓预紧力与疲劳寿命研究

首先,通过有限元方法对风力发电中机架与夹紧法兰连接螺栓进行了计算,得到了螺栓疲劳损伤与预紧力之间的关系;然后综合考虑连接面分离准则、强度准则和疲劳准则,确定了最佳的预紧力范围。     

连杆螺栓的应力分析与疲劳寿命研究

利用ANSYS软件对连杆螺栓进行静力学分析，得出其应力集中的位置，根据Weibull分布概率密度函数计算了连杆螺栓的等效应力幅。分别采用Miner疲劳损伤理论和ANSYS软件中的疲劳分析模块计算连杆螺栓的疲劳寿命，通过计算表明两种方法的计算结果基本上是一致的。     

超高压压缩机脉冲阀螺栓疲劳寿命分析

超高压压缩机脉冲阀螺栓在交变载荷作用下,使用一段时间后可能会产生疲劳失效破坏.文中介绍了脉冲阀螺栓疲劳寿命的分析方法,利用裂纹扩展速率与螺栓的临界裂纹尺寸对含缺陷的螺栓疲劳寿命进行了计算,为设备的诊断维护提供了合理的依据.     

超高压压缩机气缸螺栓疲劳寿命评估

超高压压缩机气缸螺栓在交变载荷作用下,会产生疲劳失效破坏.文中介绍了二次机气缸螺栓疲劳寿命的分析方法,利用裂纹扩展速率与螺栓的临界裂纹尺寸对含缺陷的螺栓疲劳寿命进行了计算, 为设备的诊断维护提供了合理的依据.     

微动疲劳寿命的估算方法研究

着重分析了零构件由于微动磨损而造成的疲劳失效机制,说明了在这种微动疲劳模式下疲劳寿命的组成情况,用门槛值应力公式估算了当磨蚀坑根部萌生扩展性裂纹时蚀坑的临界深度尺寸,并分析了微动裂纹尖端的应力强度因子,得出了计算微动裂纹萌生尺寸的表达式,最后用上述方法计算了螺纹联接件的微动磨损寿命与裂纹萌生尺寸,用局部应力应变法计算了微动裂纹的萌生寿命,所得到的估测寿命与试验值相符,由此可见,该微动疲劳寿命的估测方法是合理的,有效的。     

汽轮机联轴器螺栓剪切疲劳试验研究

在常温空气介质下，利用薄壁圆筒试样进行剪切疲劳试验，得到具有95％置信度、5％误差限的联轴器螺栓材料40CrNiMoA钢的剪切循环应力－应变特性参数和应变疲劳寿命特性参数，给出该材料在常温下的单调和循环剪切应力应变特性曲线以及不同可靠度下的剪切疲劳寿命曲线。试验表明，该材料在循环扭转载荷下表现出循环软化特性，并且比用von Mises准则所预测的循环软化程度要大些。对不同应变下的循环稳定应力变化规律进行比较可得，无量纲化的不同应变水平下的峰谷值应力仅与无量纲化的循环周次有关。     

钛合金结构疲劳全寿命计算方法研究

依照钛合金裂纹萌生和小裂纹扩展寿命较长的特点,结合目前的检测水平,将钛合金疲劳全寿命分为3个阶段,裂纹由0 mm～0.3 mm为裂纹萌生寿命,0.3 mm～2 mm为小裂纹扩展寿命,2 mm～aC为长裂纹扩展寿命。各阶段因为破坏机理的不同而采用不同的寿命预测方法,从而提高疲劳全寿命预测的准确性。超低间隙钛合金TC4ELI和TA15ELI等幅和谱载荷下疲劳全寿命试验和预测结果表明,裂纹萌生寿命在全寿命中所占比例最大,预测误差最大;长裂纹扩展寿命所占比例最小,预测精度最高;小裂纹扩展寿命所占比例稍大于长裂纹,预测误差大于长裂纹。等幅载荷和谱载荷下全寿命预测误差均符合工程结构疲劳寿命预测的精度要求。     

螺栓松动寿命特性试验研究

为研究螺栓松动寿命特性,利用疲劳试验机,设计了螺栓横向振动试验。首先改变横向振动频率,对比位移、速度、加速度振幅对螺栓松动寿命的影响,确定横向位移振幅是影响螺栓松动的主要因素。之后对五个位移振幅等级下的螺栓松动程度进行监测,通过剩余预紧力-振动次数曲线表示螺栓松动情况。将各个位移振幅下预紧力各个阶段数据汇总,参照疲劳研究中材料S-N曲线,绘制成不同松动情况下(剩余预紧力百分比)螺栓松动的位移-寿命(D-N)曲线。分析结果表明:通过螺栓松动D-N曲线,发现螺栓松动寿命曲线与材料疲劳寿命曲线在对数坐标下同样具有双直线、高低周分界的特性。     

超高压压缩机汽缸螺栓剩余疲劳寿命的计算

汽缸螺栓在压缩机的吸、排气的压差交变载荷作用下，在使用一段时间后可能会产生疲劳失效破坏，因此有必要对这些在役使用的汽缸螺栓疲劳寿命进行评估，以确保装置的安全生产。一般来说，汽缸螺栓使用一段时间后都会产生一些缺陷，因而，我们利用裂纹扩散速率与螺栓的临界裂纹尺寸对螺栓的剩余寿命进行计算，并得出了它的剩余使用寿命。     

7050-T7451干涉螺接双剪接头疲劳寿命与失效模式研究

针对不同干涉量的7050-T7451双剪接头,进行疲劳试验,对比分析了不同干涉量接头的疲劳寿命。通过扫描电镜(SEM)方法,研究了干涉接头疲劳断口形貌特征。研究结果表明:采用干涉量0.08 mm~0.14 mm对7050-T7451板材双剪接头进行干涉安装,可取得较好的疲劳强化效果,并且在0.11 mm干涉量下,疲劳寿命增益最显著。7050-T7451双剪接头试样疲劳断口呈现混合型穿晶疲劳断裂特征,材料具备一定韧性。干涉螺接对孔壁有强化作用,干涉螺接的试片裂纹源于结构表面,而不源于孔壁,结构表面的改进将有利于疲劳寿命的提高。     

螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法

为提升复杂结构体模型在线动态监测与实时更新的精度,提出了一种螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法。建模过程中,由配对子结构在接触面两侧各提供一 部分单元组成接触面域单元,通过对该区域单元进行等效处理,使其满足各向同性条件,而接触面域单元之间则被构建为融合绑定接触连接。该建模方法最大的优点是可以有效避免增加结合部模型求解的自由度数,节约计算资源且参数识别方便,通用性较强。为保证计算模型与物理模型具有协调一致的精度,建模过程中考虑了螺栓螺母及传感器附加质量对建模精度的影响,并引入多目标遗传算法对结合部的物理表征参数进行了优化识别。结果表明：前6阶实验振型和仿真振型完全一致,相应固有频率相对误差的绝对值均在10%以内,说明该建模方法能够较为有效地解决工程实际中结合部的动力学建模问题。     

平地机半轴疲劳寿命预估及其台架疲劳试验

针对PY160平地机后桥链轮半轴实际载荷工况,编制了相应的8级载荷谱,利用载荷谱对改进前后的半轴进行疲劳寿命分析和预估,用等效强化对改进后的半轴进行室内台架疲劳试验。将半轴预估寿命,台架试验寿命及改进前后半轴的实际工程寿命进行对比和分析,验证了利用修正Miner法则与Goodman图线预估半轴疲劳寿命是可行和可靠的,满足实际工程需要的寿命预估,并为类似零部件的疲劳设计提供了方法和相关疲劳数据。     

复合材料螺接力学行为精细化有限元分析方法

针对航空用纤维增强树脂基复合材料螺栓连接的力学行为研究难题,采用有限元软件二次开发的方法,提出了涵盖层合板高效建模、扭矩与预紧力关系、钉孔配合间隙与滑移过渡段、渐进损伤判断与性能退化等方面的精细化有限元分析模型。提出了基于应变等效原理的紧固件预紧力-扭矩试验测试方法,降低了紧固件预紧力-扭矩转换精度对数值模拟精度的影响。提出了基于修改螺栓头与层合板接触平面摩擦因数的方法以实现对含钉孔配合间隙的复合材料螺接接头的力-位移响应在滑移过渡段的较好模拟。复合材料单搭接螺接接头单剪试验和有限元预测的力-位移曲线对比结果显示极限载荷最大预测误差为17.2%,证明了所提方法能有效地预测复合材料单钉/多钉螺接结构的力学性能演变规律,且所提方法提高了预测结果与试验结果的匹配度,提升了有限元分析的效率,为航空先进复合材料连接结构的力学行为分析奠定了建模技术基础。     

螺栓法兰接头用碟形弹簧压缩回弹性能研究

为研究螺栓法兰接头用碟形弹簧压缩回弹性能,建立碟形弹簧力学性能分析的弹塑性有限元模型,并通过试验验证其可靠性。应用ABAQUS软件对碟形弹簧压缩回弹过程进行分析,讨论碟簧外内径比、倾角和厚度对碟簧压缩回弹性能的影响。结果表明:碟簧的压平载荷随厚度、倾角的增加呈上升趋势,随外内径比的增加呈下降趋势;回弹率随厚度、倾角、外内径比的增加均呈下降趋势。基于正交试验分析方法,结合量纲分析,建立螺栓法兰接头用碟形弹簧压平载荷和回弹曲线的预测模型,并验证其可靠性。     

基于等效结构应力法的镁合金接头疲劳寿命预测

针对镁合金焊接结构疲劳强度评估方法不全面的问题,在等效结构应力法的研究基础上,提出了镁合金焊接接头疲劳寿命预测方法。基于 200 余个包含不同特征的镁合金接头疲劳试验数据,采用有限元数值模拟,计算试件接头焊趾处的等效结构应力。结合 ASME 标准中对曲线拟合的规范,进行镁合金接头寿命曲线拟合,得出了预测疲劳寿命的常系数 C d 和 h 。将拟合结果与铝材的疲劳寿命曲线进行对比,结果表明,镁合金接头在 1×10^7?次循环下的疲劳强度约为 31.6 MPa ,同等条件下约为铝材疲劳强度的 82% 。该镁合金接头疲劳寿命预测方法可用于评估镁合金结构疲劳强度是否满足轨道车辆车体结构使用需求。     

滚动轴承疲劳寿命的最小寿命研究

以53个基本型号、153组共计2301套轴承的疲劳寿命试验数据为基础，采用将小子样合并为大子样的方法，重点对可靠度大于90％的Weibull分布形状参数b及最小寿命L0进行了分析研究，结论为6=2．0，L0=0．085L10。     

灰色模型在不确定性疲劳寿命预测中的研究

考虑影响疲劳寿命因素的不确定性,应用灰色理论进行疲劳寿命预测。提出了基于线性GM(1,1)模型和非线性灰色Verhulst模型预测构件疲劳寿命的新方法。利用试验数据进行分析和计算,结果表明:基于传统Miner方法的疲劳寿命预测误差为61.4%;基于线性GM(1,1)模型的预测误差为24.1%;基于非线性灰色Verhulst模型的预测误差降低到17.5%。基于灰色模型预测的结果均偏向安全,说明灰色模型在不确定性疲劳寿命预测中具有较好的预测精度和潜在的工程实用价值。     

复合材料修补结构疲劳寿命分析方法研究

结合工艺方法,研究典型缺陷损伤的修理方法,针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型。通过建立修补结构的力学分析模型,在分析了修补结构的危险部位和应力集中的基础上,利用寿命预测模型,分析和讨论补片直径和补片厚度两个修补参数对修补结构疲劳寿命的影响规律。